כיצד פועלות תחנות כוח סולאריות

צמחיםסוֹלָרִי הן תחנות ייצור חשמל הלוכדות את האנרגיה מה- קרינה אלקטרומגנטית הונפק על ידי שמש. השמש מייצרת כמות גדולה של אנרגיה בצורה של אוֹר ו חוֹם. ניתן להשתמש בחלק קטן מאנרגיה זו לייצור חשמל בצורה נקייה וקיימת.

מהי אנרגיה סולארית?

אֵנֶרְגִיָהסוֹלָרִי הוא מונח המשמש כאשר מתייחס לצורות אנרגיה שונות המגיעות מהשמש. כוכבים כמו השמש מייצרים אנרגיה דרך היתוך אטום ב מֵימָן. בתהליך זה, חלק ממסת האטומים המשולבים הולך לאיבוד והופך ל גלים אלקטרומגנטיים, המשתרעים על קשת רחבה של תדרים: מאינפרא אדום (חום), אור גלוי, קרניים אולטרה סגולות לקרינת גמא.

חלק מכמות אנרגיה עצומה זו בצורת גלים אלקטרומגנטיים מגיע לכדור הארץ, מחמם אותו ומקדם שמירה על צורות שונות של חיים קיימים. עם התקדמות הפיזיקה ופיתוח חומרים חדשים, למדנו להשתמש בקרינת שמש לייצור חַשְׁמַל מבלי ליצור זיהום או לגרום להשפעות סביבתיות משמעותיות. זה אפשרי דרך תאיםפוטו וולטאיקה.

ראה גם: היסטוריה של חשמל

מהם תאים פוטו-וולטאיים?

בְּ תאיםפוטו וולטאי הם מכשירים אלקטרוניים המסוגלים להמיר אור לאנרגיה חשמלית באמצעות תופעה הנקראת אפקט פוטואלקטרי. תופעה זו התגלתה על ידי הפיזיקאי הגרמני אלברט איינשטיין בשנת 1905, אשר זיכה אותו בפרס נובל לפיזיקה בשנת 1922. ההמצאה של התא הפוטו-וולטאי הראשון, מיוחסת לפיזיקאי הצרפתי

אלכסנדר-אדמונדבקרל. באותה תקופה, בקרל היה רק ​​בן 19.

ב אפקט פוטואלקטרי, האור מתנהג כמו חלקיק (פוטון) אשר, בעת התנגשות עם חומרים מסוימים, מספק אֵנֶרְגִיָהקינטיקה מספיק גדול כדי שהאלקטרונים שלו "יקפצו" מהחומר. אלקטרונים שנפלטו נקראים פוטואלקטרונים.

כאשר אנו קוראים על פעולתם של תאים פוטו-וולטאיים, המשמשים בפאנלים סולאריים, מקובל למצוא ייעודים שונים, כגון זה נעשהפוטואלקטרית ו זה נעשהפוטו וולטאי. ביסודו של דבר, זו אותה התופעה גם ב זה נעשהפוטואלקטרית, את האירוע האור על פני השטח פולט האלקטרונים שבתוך החומר הזה; ב זה נעשהפוטו וולטאי, שכיחות האור מקדמת א הבדל פוטנציאל חשמלי, אשר, בתורו, מוביל להיווצרות של a שַׁרשֶׁרֶתפוטואלקטרית.

איך עובד המפעל הסולארי?

לכידת אנרגיה סולארית עובדת באמצעות לוחות נוצר על ידי איגוד מספר רב של תאים פוטו-וולטאיים, הידועים גם בשם תאיםסוֹלָרִי. תאים אלה עשויים מחומרים מוליכים למחצה מסוגלים לספוג שטחים גדולים של הספקטרום הסולארי. נכון לעכשיו, רוב תאי השמש משתמשים ב- סִילִיקוֹן במדינתך גְבִישִׁי לייצור אנרגיה חשמלית.

תראהגַם: דרכים להשגת אנרגיה סולארית

ההתקדמות הטכנולוגית אפשרה לייצר תאים סולאריים המשתמשים בהם גבישים בודדיםבסִילִיקוֹן לייצור חשמל. תאים אלה יעילים הרבה יותר וגם יקרים יותר מתאי שמש סיליקון גבישי מסורתיים.

הזכוכית המשמשת לכיסוי הפאנלים הסולאריים ממלאת גם היא תפקיד חשוב: הם קטןמחזיר אור, נותן לזה לעבור כִּמעַטאת כל האירוע הקל עליהם. למטרה זו הם מיוצרים עם תוכן נמוך מאוד של ברזל ומתכות אחרות.

השילוב של חומרים פוטו-וולטאיים חדשים וזכוכית המשתקפת בצורה גרועה מאפשר ליצור תאים סולאריים יעילים יותר ויותר. נכון לעכשיו יש כבר תאים פוטו-וולטאיים עם יעילות של 26%כלומר, תאים אלה מסוגלים להפוך 26% מאנרגיית האור המוקרנת עליהם לאנרגיה חשמלית. מכיוון שההספק למטר רבוע שמקרינה השמש בגובה פני הים הוא 1400 וואט / מ"ר, פלטת שמש 1 מ"ר מסוגלת לייצר עד 365 וואט.

ההערכה היא כי שטח של 496אלףק"מ² (כ- 25% משטח מדבר סהרה או כל שטחה של ספרד) פאנלים סולאריים יכולים לייצר מספיק אנרגיה לכל העולם.

תחנות כוח תרמיות סולאריות

בנוסף ללכידת אנרגיה סולארית באמצעות פאנלים סולאריים, יש גם תחנות כוחתרמוסולרי. צמחים אלה מפנים את קרינת השמש דרך מראות קעורות הצביע על מגדל, שבתורו מכיל כמות גדולה של מים, מעורבבים בדרך כלל במלח. ה גדולטֶמפֶּרָטוּרָה וה גובהלחצים קיטור מוכה משמש להעברת טורבינות גדולות.

ראה ייצוג של צמח תרמוסולרי.

יתרונות וחסרונות של אנרגיה סולארית

→ יתרונות

• אינו פולט מזהמים;

• הוצאות תחזוקה נמוכות;

• גישה נהדרת, בגלל שכיחות השמש הגדולה בברזיל;

• מתקנים שלא תופסים מקום רב.

→ חסרונות

• תלות באקלים, שכן גורמים כגון שלג או גשם משפיעים ישירות על ייצור האנרגיה;

• קושי באחסון;

• הספק נמוך בהשוואה לשריפת דלקים מאובנים;

• מקומות רחוקים מקו המשווה מקבלים פחות שמש ולכן הם פחות מתאימים לשימוש בצורת אנרגיה זו.

כמה עולה אנרגיה סולארית?

או מחירבהפקה תאי השמש נופלים בשנים האחרונות, מה שמתבטא במחיר שמשלמים צרכני הקצה. למרות זאת העלות להתקנת מגורים מסוג זה של אנרגיה עדיין גבוהה ויכולה להשתנות בין BRL 10,000 ו 50,000 BRL, על פי הצריכה של כל בית מגורים.

רכישה, התקנה ואישור של פאנלים סולאריים מספיקים לייצור חשמל לבית ממוצע, בסביבות 3300 קוט"ש במהלך השנה זֵנִיתסוֹלָרִי (שמש בצהריים, בסביבות הצהריים), עם ארבעה אנשים, עשויה להיות מחיר של עד 20,000 BRL. למרות ערכו הגבוה, עלויות התקנת ציוד זה הן בִּמְהִירוּתהמירו. יש אומדנים המצביעים על כך שבין 5 ל -7 שנים, העלות כולה מתהפכת, בהתחשב במחיר קוט"ש לעשות ברזיל, מהגבוהים בעולם.

פארקים סולאריים בברזיל ובעולם

פאנלים סולאריים משמשים לייצור חשמל.

→ פארקי השמש הגדולים ביותר בברזיל

ההספק המותקן בצורה של תחנות כוח סולאריות בברזיל הוא בערך 1.19 GW, ממספר פארקים סולאריים הפרושים על פני השטח הלאומי. בדוק את הרשימה למטה!

• פָּארקסוֹלָרִיחָדָשׁאולינדה: הוא מייצר כ 292 מגה-וואט באמצעות 930 אלף פאנלים סולאריים ומשרת כ -300 אלף בתים.

• פארק סולאריאיטוברבה: מייצר 254 מגה-וואט ומשרת 268 אלף בתים.

• פארק סולאריבנויֵשׁוּעַנותןצולע: ייצור של 158 מגה-וואט של אנרגיה, המופץ ל -166 אלף בתים.

• פארק סולאריביפהאופק: הוא משרת כ -108,000 משפחות, ומפיק עד 103 מגה וואט של אנרגיה.

• פארק סולאריבפיראפורה: בעתיד היא עשויה להפוך לתחנת הכוח הסולארית הגדולה ביותר בברזיל, לייצר אפילו 400MW של חשמל.

→ פארקים סולאריים גדולים בעולם

• סוֹלָרִיכוכב (ארה"ב): הספק שנוצר עד 579MW.

• טוֹפָּזסוֹלָרִי Fזְרוֹעַ (ארה"ב): 550 מגה וואט של הספק.

• מִדבָּראוֹר שֶׁמֶשׁ סשלום Fזְרוֹעַ (ארה"ב): הספק שיא של 550 מגוואט.

• לונגיאנגקסיה (סין): כושר ייצור של 480 מגוואט.

• מורכבבנבן (מצרים): בשנת 2019, זה יהיה המפעל הסולארי הגדול בעולם, עם קיבולת מותקנת של 1.8 GW.

נכון לעכשיו, כ -1% מכל החשמל המיוצר בשטח ברזיל מגיע מאנרגיה סולארית, למרות שברזיל היא בעלת הפוטנציאל הסולארי הגדול ביותר בעולם. למרות זאת, המדינה מייצרת פחות אנרגיה ממקורות סולריים מאשר גֶרמָנִיָה, שפוטנציאל השמש שלהם קטן מהפוטנציאל של האזורים פחות שטוף שמש בברזיל.

על ידי רפאל הלרברוק

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-funcionam-as-usinas-solares.htm